Sadržaj
Temperatura opada s porastom nadmorske visine, jer je tlak zraka niži na većim nadmorskim visinama. Proces smanjenja temperature zraka zbog smanjenja tlaka naziva se adijabatskim hlađenjem. Ako se određeni dio zraka kreće prema gore, temperatura mu se smanjuje, čak i ako nema izmjene topline s okolinom; ako se kreće prema dolje, temperatura mu se povećava.
Adijabatski procesi
Adijabatski procesi su oni u kojima se temperatura fluida mijenja zbog promjene tlaka bez dobitka ili gubitka topline s okolinom. Imajte na umu da su tekućine i plinovi vrste tekućina, a u stvarnom svijetu ne postoji potpuno adijabatski proces. Prijenos topline uvijek postoji u stvarnim situacijama, ali mnogi su procesi, poput dizanja ili pada zraka u atmosferi, dovoljno blizu da se mogu smatrati adijabatskim.
Očuvanje energije
Prvi zakon termodinamike kaže da se energija ne može stvoriti ili uništiti. Kako se zrak diže ili spušta, ukupna količina energije u njemu ostaje ista. Područje koje ispunjava, međutim, mijenja se. Svaki je sloj kugle veći od prethodnog. Dakle, ima više prostora za popunjavanje u atmosferi. Zato tlak pada s povećanjem visine. Zračni paket mora se proširiti kako bi ispunio veće područje. Vaša energija može održavati temperaturu, koja je mjera prosječne kinetičke energije, ili se može širiti, ali ne možete oboje.
Toplina u odnosu na temperaturu
Možda se čini kontradiktornim reći da je adijabatski proces u kojem toplina ostaje konstantna, a temperatura opada. U fizici su toplina i temperatura različiti pojmovi. Toplina je mjera ukupne energije molekularnog gibanja unutar predmeta, dok je temperatura mjera prosječne energije kretanja unutar tog objekta. Divovski ledeni brijeg, na primjer, sadrži više topline od lonca kipuće vode, iako je temperatura vode viša.
Stopa propadanja adijabate
Brzina kojom se zrak zagrijava ili hladi dok se spušta ili diže je konstantna. U nezasićenom zraku, odnosno zraku koji ima manje vode nego što je može sadržavati, brzina adijabatskog propadanja jednaka je 10 stupnjeva Celzija na 1.000 metara. To znači da će se, na primjer, ako se masa zraka povisi za 2000 metara, temperatura smanjiti za 20 Celzijevih stupnjeva, a obrnuto vrijedi ako se zrak spusti za 2000 metara.
